Browsing by Subject "Genética de las poblaciones"

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    Conservation genetics of pollinators : situationof the Bumblebee Species Bombus terrestris in the Iberian Peninsula
    (Universidad de Murcia, 2021-02-03) Cejas Acuña, Diego Manuel; Rúa Tarín, Pilar de la; Muñoz Gabaldón, Irene; Escuela Internacional de Doctorado
    El abejorro común Bombus terrestris es una especie de insecto utilizado actualmente en todo el mundo para la polinización de los cultivos como el tomate, el melón o la fresa. Sin embargo, a pesar de tener un efecto positivo en la agricultura, se ha convertido en una amenaza para la biodiversidad en diferentes regiones debido a las interacciones (competencia por recursos florales o sitios de nidificación, transmisión de patógenos, etc) que establece con las poblaciones locales. En la península Ibérica habita la subespecie endémica Bombus terrestris lusitanicus. Su rango de distribución solapa con Bombus terrestris terrestris (una de las principales subespecies usadas comercialmente) en el norte de manera natural y en el sur desde el establecimiento de poblaciones comerciales desde los años 90. Los experimentos desarrollados en esta tesis tienen como objetivo analizar el estado de la diversidad genética de las poblaciones de abejorros en la península Ibérica y, específicamente, los posibles efectos que las poblaciones comerciales tienen sobre las poblaciones ibéricas silvestres de B. terrestris, para lo cual primero fue necesario dilucidar las diferencias moleculares existentes entre las dos subespecies. En el primer capítulo se validó el uso de una serie de marcadores nucleares (microsatélites) comúnmente usados para el estudio de la diversidad genética de poblaciones, en diferentes especies del género Bombus que habitan la península Ibérica, confirmando su utilidad para algunas especies muy poco estudiadas del género. En el segundo capítulo se utilizaron estos microsatélites junto con otros dos marcadores nucleares (ArgK y EF) y uno mitocondrial (16S) en busca de un marcador que permitiera diferenciar las subespecies molecularmente. Los haplotipos detectados en el fragmento 16S permitieron la diferenciación de los individuos ibéricos de los centroeuropeos (Francia, Bélgica), mientras que no se encontraron diferencias claras en los marcadores nucleares. En el tercer capítulo, con el objetivo de explotar las diferencias moleculares encontradas y diseñar una técnica económica y rápida para diferenciar las poblaciones ibéricas, se secuenciaron los genomas mitocondriales de las dos subespecies. A partir de las posiciones variables que se encontraron al comparar la secuencia de los dos mitogenomas se diseñaron cuatro marcadores potencialmente subespecíficos, uno de ellos (Bter_nad2) fue validado para su uso en un ensayo de polimorfismo de longitud de los fragmentos de restricción (RFLP por sus siglas en inglés). Los marcadores fueron testados en poblaciones ibéricas y centro europeas, desvelando no sólo indicios de hibridación e introgresión en el sur de la península Ibérica, sino también la expansión de B. t. lusitancius hacia el norte. En el último capítulo se utilizaron las herramientas validadas a lo largo de esta tesis para estudiar los patrones espaciales y temporales de diversidad genética en las poblaciones ibéricas de B. terrestris. Se compararon los resultados obtenidos del estudio de los haplotipos mitocondriales y las frecuencias alélicas de los microsatélites nucleares en las poblaciones ibéricas con los obtenidos de poblaciones de los Pirineos, Francia y Bélgica, además de una población de referencia temporal, previa a la introducción del abejorro comercial en el territorio. Los resultados muestran la expansión del haplotipo centroeuropeo no solamente en el sur sino en toda la península, evidenciando la hibridación e introgresión de las poblaciones comerciales e ibéricas, aunque sin efectos claros en la diversidad genética nuclear. Esta tesis confirma que la naturalización del B. terrestris comercial en la península Ibérica está afectando a la composición de las poblaciones silvestres, lo cual puede tener consecuencias desconocidas a largo plazo. Es necesario mejorar la legislación actual sobre la gestión y la exportación de abejorros comerciales para así preservar las poblaciones endémicas de abejorros ibéricos.
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    Estudios moleculares en el género Bombus: análisis depoblaciones y de los mecanismos de defensa en condicionesde estrés térmico e infección por el parásito Crithidia bombi
    (Universidad de Murcia, 2020-09-10) Blasco Lavilla, Nuria; De la Rúa Tarín, Mª Pilar; Escuela Internacional de Doctorado
    Los abejorros son himenópteros pertenecientes al género Bombus, que se caracterizan por ser eusociales y tener un aspecto particularmente grande y velludo. La mayoría se distribuyen en las zonas templadas, alpinas y árticas de América, Europa y Asia, y como en el caso de otras abejas, están sufriendo un declive global desde mediados del s. XX. Dada su importancia ecológica y económica al usarse como polinizadores comerciales, en esta tesis se han llevado a cabo distintos estudios moleculares con el objetivo general de contribuir a su conservación. En la primera parte de la tesis se ha caracterizado la diversidad de las especies crípticas que conforman el complejo Bombus lucorum en la península Ibérica: B. lucorum y B. magnus. Su distribución en la península no está clara debido a la dificultad de distinguirlas morfológicamente y a la ausencia de estudios moleculares. Por ello, en el primer capítulo se identificaron las especies del complejo B. lucorum en un muestreo de la península Ibérica, con un fragmento del gen citocromo oxidasa subunit 1 (cox1) que funciona como código de barras de ADN para diferenciar especies. Los resultados confirmaron que B. lucorum es una especie relativamente abundante y limitada a la mitad norte peninsular. Además, se encontraron dos individuos de B. magnus, indicando que esta especie es infrecuente en la península y extendiendo su distribución hasta la meseta norte. En el segundo capítulo de la tesis, los individuos de B. lucorum peninsulares se caracterizaron genética y morfológicamente, junto a individuos de Francia y Bélgica. Los resultados del marcador mitocondrial cox1 mostraron una diferenciación de los abejorros del centro de la península que podría ser explicada por la existencia de un refugio glaciar durante el Pleistoceno. Sin embargo, con los marcadores nucleares STRs (microsatélites) y el análisis de la venación de las alas mediante la técnica de la morfometría geométrica no se detectó ninguna diferenciación, indicando que seguramente existe un flujo genético entre las poblaciones al norte de los Pirineos y las del centro peninsular. En la segunda parte de la tesis se estudió la actividad inmunitaria de B. terrestris en condiciones de estrés. En el tercer capítulo se midió la expresión de cinco genes inmunitarios y dos de choque térmico en abejorros en condiciones de calor (38 °C) y de frío (9 °C). El tratamiento con calor aumentó la expresión génica de los genes de choque térmico, pero no modificó significativamente la expresión de los genes inmunitarios. Por otro lado, el tratamiento con frío solo causó el aumento significativo de la expresión del gen BGRP1 relacionado con la respuesta inmunitaria celular. Además, cuando los abejorros se sometieron al estrés añadido de inanición, la expresión de todos los genes aumentó, posiblemente reflejando un efecto de sinergia entre las respuestas a estrés por inanición y por temperatura. En el cuarto capítulo de la tesis se analizó si la microbiota de B. terrestris le protege frente al parásito intestinal Crithidia bombi, estimulando la expresión génica de tres péptidos antimicrobianos (AMPs) y Mucin-5AC, cuya función putativa es la protección del epitelio. Aunque el suplemento de microbiota aumentó la resistencia frente al parásito respecto a los abejorros con microbiota reducida, no se produjo un cambio significativo en la expresión de los genes de AMPs o Mucin-5AC. Sin embargo, sí que se detectó una interacción entre la presencia de Crithidia y el tratamiento con microbiota, observándose un aumento de la expresión de los genes de AMPs cuando los abejorros estaban infectados y recibían un suplemento de microbiota. Por tanto, la microbiota podría interaccionar con el parásito estimulando la respuesta inmune del hospedador, aunque éste mecanismo no explique por sí solo la protección observada.
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    Mechanisms of speciation in bryophytes: evolutionary studies in the moss Funaria hygrometrica along environmental gradients
    (Universidad de Murcia, 2021-07-06) Cruz Martínez, Elena de la; Patiño Llorente, Jairo; Ros Espín, Rosa María; Werner, Olaf; Escuela Internacional de Doctorado
    El objetivo general de esta Tesis Doctoral fue contribuir al conocimiento de la importancia de la geografía y el clima en la variación genética y su papel como mecanismos de especiación en briófitos con amplias distribuciones. Se utilizó como modelo de estudio el musgo cosmopolita Funaria hygrometrica. Se realizó un estudio multidisciplinar en el que se combinó el análisis de la ploidía, el estudio de la variabilidad genética mediante diversas metodologías y marcadores genéticos, genética del paisaje, análisis del transcriptoma, datos morfométricos y biogeográficos. Se emplearon muestras procedentes de cuatro áreas geográficas de España con diferentes regímenes climáticos (las provincias de Asturias, León y Murcia, y las montañas de Sierra Nevada), además de otras especies del género Funaria (F. aequidens, F. arctica, F. flavicans y F. polaris) y una muestra de F. hygrometrica de Chile. Mediante citometría de flujo se detectaron cuatro citotipos. Solo uno de ellos fue haploide y estaba presente en el 67,4% de los individuos analizados. El resto de individuos presentaban alguno de los otros tres citotipos, que eran diploides, pero con distinta cantidad de ADN. Un posible mecanismo para explicar las diferencias dentro de los diploides es el número variable de cromosomas accesorios, que se sabe que están presentes en ciertas especies de musgos. Para describir los niveles de diferenciación genética entre las poblaciones de F. hygrometrica en las cuatro áreas estudiadas se realizó el genotipado de todas las muestras recolectadas y cultivadas in vitro, por medio de la técnica genómica Genotyping by sequencing (GBS). También se llevó a cabo la secuenciación Sanger de tres marcadores genéticos (nuclear, mitocondrial y cloroplástico) en algunos individuos de Sierra Nevada. Con estos análisis se confirmó la existencia de dos genotipos claramente diferenciados: uno restringido a las zonas altas de Sierra Nevada (por encima de los 1600 m s.n.m.) y a unos pocos individuos del resto de áreas estudiadas, y otro genotipo generalista, presente en todo el gradiente altitudinal de Sierra Nevada y mayoritaro en el resto del territorio estudiado. Se observó una mayor proximidad filogenética y de expresión génica entre el genotipo de distribución restringida y la muestra de F. hygrometrica de Chile, lo que pone de manifiesto su elevada capacidad de dispersión a larga distancia, mientras que el genotipo generalista estuvo más relacionado con las otras especies estudiadas.No se observaron evidencias de hibridación entre ambos linajes genéticos, ni siquiera en localidades donde cohabitan, lo que sugiere un aislamiento reproductivo. La reproducción sexual por autofecundación en ambos grupos genómicos podría explicar la ausencia de recombinación entre ellos. Estudios de genética del paisaje para conocer la importancia de la geografía (aislamiento por distancia, IBD) versus la ecología (aislamiento por ambiente, IBE) para explicar la diferenciación genética no apoyaron la reciente colonización y expansión en Sierra Nevada. Revelaron además, que la estructura genética no se alinea con la diferenciación ambiental en poblaciones de Asturias, León y Murcia, mientras que a lo largo del gradiente altitudinal de Sierra Nevada la variable climática isotermalidad constituyó el modelo que mejor explicó la estructura genética observada. Ello apunta a que una potencial barrera, aunque no absoluta, podría restringir la dispersión o el establecimiento efectivo, lo que promovería en última instancia el aislamiento ecológico. Mediante la técnica RNAseq se comparó la expresión génica entre muestras sometidas a condiciones de estrés térmico y de control. Los datos transcriptómicos apuntaron a que podría haber diferencias en la tolerancia al estrés térmico entre los dos linajes genéticos, ya que los genes expresados diferencialmente en condiciones de estrés térmico pertenecieron a la categoría de ontología génica “Unión a proteínas desplegadas”, que consta principalmente de proteínas de choque térmico. Se observó una mayor diferencia de expresión génica intraespecífica que interespecífica. El estudio morfométrico de individuos de Sierra Nevada no mostró una diferenciación morfológica significativa entre los grupos de individuos clasificados según su identidad genética, distribución altitudinal y nivel de ploidía. Por el contrario, las especies F. aequidens, F. arctica, F. flavicans y F. polaris se distinguieron morfológicamente de F. hygrometrica a pesar de que los datos genéticos mostraron mayor proximidad a las muestras con genotipo de distribución amplia de Sierra Nevada. Esta falta de variación morfológica en F. hygrometrica apunta a que los dos genotipos podrían ser especies crípticas dentro de una morfoespecie, que parecen tener una evolución o divergencia más rápida a nivel molecular que a nivel morfológico. Una simulación de los patrones de distribución de las dos posibles especies crípticas mostró que podrían compartir el mismo hábitat, incluso si compiten fuertemente por los mismos recursos y una de ellas tiene cierta ventaja selectiva en ese hábitat, siempre y cuando lleguen a este hábitat un número suficiente de migrantes de otras localidades. Este trabajo pone de manifiesto la importancia de considerar múltiples fuentes de evidencia empírica para inferir procesos evolutivos y aplicar criterios taxonómicos en especies de briófitos de amplia distribución.